李斌 盧佳

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

淺談鋁合金在擋風(fēng)抑塵墻中的應(yīng)用

李斌 盧佳

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

為滿足環(huán)保方面的要求，擋風(fēng)抑塵墻已廣泛用于露天煤場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)外擋風(fēng)抑塵墻的結(jié)構(gòu)95％以上采用鋼桁架。露天煤場(chǎng)是一個(gè)酸性環(huán)境，腐蝕性強(qiáng)，采用鋼材極易被腐蝕，建成后維護(hù)費(fèi)用高，而鋁合金具有比強(qiáng)度高、可模性好、防腐性能好，便于回收利用等優(yōu)點(diǎn)。故擬將鋁合金材料（型號(hào)6061-T6）在露天煤場(chǎng)擋風(fēng)抑塵墻工程中作為支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行推廣使用，主要從鋁合金支架結(jié)構(gòu)（材料型號(hào)6061-T6）力學(xué)特性和耐久性方面與鋼支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要對(duì)比。

露天煤場(chǎng)；擋風(fēng)抑塵墻；鋁合金；鋼支架

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的快速發(fā)展，火力發(fā)電廠的機(jī)組容量越來(lái)越大，電廠煤場(chǎng)存煤也越來(lái)越多。同時(shí)隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，要求越來(lái)越高，煤場(chǎng)的煤塵污染也越來(lái)越引起人們的重視。為了防止煤場(chǎng)存煤的風(fēng)力損失和揚(yáng)塵對(duì)環(huán)境的污染，電廠煤場(chǎng)設(shè)置擋風(fēng)抑塵墻的要求日益增加。

擋風(fēng)抑塵墻支架是其重要的結(jié)構(gòu)組成部分，它承擔(dān)著將上部結(jié)構(gòu)所承受的全部荷載和作用安全可靠地傳遞到地基，并保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的作用?；阡X合金材料高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕性、耐久性高等優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，故擬將鋁合金材料（型號(hào)6061-T6）在電廠擋風(fēng)抑塵墻工程中作為支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行推廣使用。主要從鋁合金支架結(jié)構(gòu)（材料型號(hào)6061-T6）力學(xué)特性和耐久性等方面與鋼支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比。

鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在建筑、航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。純鋁的密度?。é?2.7g/cm3），大約是鐵的1/3，鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，易于加工，可制成各種型材、板材。純鋁在空氣中很容易發(fā)生鈍化，表面形成一層致密的鈍化膜，這層鈍化膜非常致密而且自修復(fù)能力強(qiáng)，因此抗腐蝕性能強(qiáng)，但純鋁較軟其強(qiáng)度稍低。通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。鋁合金分很多類型，通過(guò)添加金屬元素和改變加工工藝可以增強(qiáng)物理性能，鋁合金中的鋁鎂合金可達(dá)到高強(qiáng)度、耐酸堿性能；它是強(qiáng)度較高的壓鑄鋁合金，含鎂1.2％，強(qiáng)化效果最佳，抗腐蝕性能好。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，這樣使得其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值σ/ρ）勝過(guò)很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料。

2 鋁合金6061 -T6 的介紹

2.1 鋁合金6061-T6的基本特點(diǎn)

鋁合金6061-T6是6061鋁合金的主要合金，是經(jīng)熱處理預(yù)拉伸工藝生產(chǎn)的高品質(zhì)鋁合金產(chǎn)品，其強(qiáng)度雖不能與2XXX系或7XXX系相比，但其鎂（0.8～1.2％）、硅（0.4～0.8％）合金特性多，具有加工性能極佳、優(yōu)良的焊接特點(diǎn)及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無(wú)缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優(yōu)良特點(diǎn)。

2.2 鋁合金6061-T6的典型用途

鋁合金6061-T6被廣泛應(yīng)用于建筑、裝飾、包裝、運(yùn)輸、電子、航空、航天、兵器等各行各業(yè)。

（1）建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強(qiáng)度、優(yōu)良的工藝性能和焊接性能，主要廣泛用于建筑物構(gòu)架、門窗、吊頂、裝飾面等。如各種建筑門窗、幕墻用鋁型材、鋁幕墻板、壓型板、花紋板、彩色涂層鋁板等。

（2）航空航天用鋁材用于制作飛機(jī)蒙皮、機(jī)身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭鍛環(huán)、宇宙飛船壁板等。

（3）交通運(yùn)輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結(jié)構(gòu)件材料，車門窗、貨架、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。

3 鋁合金6061 -T6 和Q235 鋼力學(xué)性能比較

表1

從表1可以看出，鋁合金6061-T6的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和Q235鋼材所差無(wú)幾，且其密度僅為鋼材的1/3，能夠有效的減輕結(jié)構(gòu)自重，對(duì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)都非常有利。

4 鋁合金6061 -T6 和Q235 鋼結(jié)構(gòu)耐久性比較

雖然露天煤場(chǎng)處于弱酸性大氣環(huán)境中，鋁在大氣中易發(fā)生鈍化，表面形成致密的鈍化膜且其自修復(fù)能力強(qiáng)，因此抗腐蝕性能強(qiáng)，耐久性高，在其使用壽命期間無(wú)需特殊處理。而鋼結(jié)構(gòu)可能在其壽命要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)噴鋅處理一次，無(wú)疑會(huì)增加一部分維護(hù)成本。并且鋁合金材料的殘值高，在其服役結(jié)束后仍能以較高的價(jià)格回收。

5 結(jié)論

綜上，鋁合金材料強(qiáng)度高、防腐耐久性強(qiáng)，其壽命較鋼結(jié)構(gòu)大大延長(zhǎng)，使用期間無(wú)需特殊維護(hù)處理；雖然材料單價(jià)較鋼材貴一些，但其密度輕、僅為鋼材的1/3。先期投入可能較鋼結(jié)構(gòu)稍貴一些，但使用期間無(wú)需維護(hù)，不會(huì)增加額外成本，且其回收價(jià)格高。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看用鋁合金材料作為擋風(fēng)抑塵墻支架結(jié)構(gòu)不失為一種理想的選擇。

在經(jīng)濟(jì)上的比較，會(huì)進(jìn)一步以實(shí)際工程進(jìn)行研究比較。

[1]李志強(qiáng).鋁合金的特點(diǎn)及其在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用.工業(yè)建筑，2007.

[2]《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50429-2007）.

TM621.9

A

1004-7344（2016）36-0226-01

2016－11－24

李斌（1987－），男，助理工程師，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。盧佳（1982－），工程師，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。